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問題:
家用汽車多大排量最合適?存在這種疑惑的往往是缺少用車經驗的新手,對於汽車的排量與性能和油耗的關係沒有概念;理論上選擇家用車真的沒有「最適合」的標準,因為不同用車階段對於車輛性能的需求會有很大差異哦。
一般選擇首臺車的用戶普遍更重視油耗的控制,對於性能普遍認為能夠滿足代步駕駛即可;但在用車過程中總會逐漸感受到加速超車能力弱的無奈,也會慢慢發現小排量不見得等於低油耗的事實,同時首臺車是自然吸氣動力的話,再選車就會和這種機器說再見了,為什麼這麼說呢?
01基礎知識
「自然吸氣&渦輪增壓」的區別要了解,其概念是兩種不同的內燃機進氣方式;所謂的自然吸氣(normally aspirated)是依靠活塞的往復運轉產生的負壓力,以及在排氣過程中的,排氣門與進氣門同時打開的瞬間的壓力吸入空氣。
這種吸氣技術非常原始,因為轉速越低吸力越弱;而發動機的噴油量是按照實際進氣量的14.7:1的比例計算,吸力弱則進氣噴油量少,混合油氣基數小燃燒轉化的扭矩就會比較低。
主流的TURBO(廢氣渦輪增壓)技術的進氣方式比較先進,增壓器的本質是臺空氣壓縮機;內燃機運行時會產生壓力非常大的排氣,利用排氣高壓氣流驅動壓縮機的渦輪運轉,渦輪剛性結合的是進氣管路中的葉輪,兩個輪都會以每分鐘數萬轉的高轉速運轉。
那麼在正常負壓吸氣模式保留的前提下,壓縮機又多出了主動正壓進氣系統;同時高速旋轉的葉輪還能夠把管路內的空氣的體積壓縮到很小,然而體積變小並不會讓分子消失,實際是壓縮了空氣中各類分子的間隙,讓更多的分子匯聚成小小的體積並送入燃燒室,其中氧分子增量就能有效提升發動機性能了。
【燃燒】的本質是碳氫化合物的氧化反應,發動機參數中所謂的「扭矩」,正是反應產生的能量(動力)的概念;而氧氣是燃油反應的催化氣體,等量的燃油麵對不等量的氧氣——氧氣少則轉化速度慢,在限定做功時間內轉化出的扭矩當然會比較低;反之氧濃度高轉化速度快,轉化的扭矩就會比較大。
自然吸氣發動機的吸力很弱,平均在發動機4000轉以內都無法達到標準吸力,也就是實現與排量標準相同的進氣量;所以噴油量也是從低轉速到高轉速緩慢的增長,這種耗油量曲線往往被認為省油,但是混合油氣的基數過低,結果是轉化的扭矩也比較弱,但是駕車時需要的馬力並不見得會很低哦。
比如2.0L-NA發動機的最大扭矩到4000轉才有200N·m,在2000/3000rpm區間內只有160~175N·m;兩個轉速節點的輸出馬力低至45/75PS,這是什麼水平呢?
參考1.5T渦輪增壓發動機的動力參數吧,優秀選項標準如下。
最大功率130kw最大扭矩300N·m(1500~4000rpm)這組參數是不是比較誇張呢?其實這是很正常的標準,因為發動機轉速稍微高一些,產生的排氣壓力就能讓增壓器的渦輪轉速達到最高標準;高轉速渦輪增加的氧濃度,可以讓燃油在相同時間內假設完成90%的化學反應,而NA-2.0L只能完成60%,所以增壓機的扭矩就會大很多。
同時發動機只有在轉速過高時才會出現進氣效率的下降,所以平均在1500/4000轉內都能夠以標準進氣量,維持增壓器的最高轉速。
也就是說最大扭矩可以在低轉速範圍內持續,這就決定了同款車裝備1.5T發動機必然更節油,因為馬力的計算公式為「轉速×扭矩÷9549×1.36」,通過公式可以看出扭矩和轉速有一項高就能實現大馬力,那麼有扭矩優勢的1.5T會有多大優勢呢?
對比參考:1.5T-2000/3000/4000轉的馬力標準如下,但首先要了解實現2.0L-NA相同馬力需要的轉速。
45/75馬力轉速為1250-1755rpm2000rpm=85馬力3000rpm=128馬力再高也就不用計算了,實現與2.0NA發動機2000/3000rpm的相同動力,1.5T只需要將將起步到不足1800轉即可實現;轉速的概念是內燃機每分鐘做功的次數(數值÷2等於真實數據),那麼即使1.5T發動機始終按照標準排量噴油做功,是不是也要比2.0NA以相對低於其排量標準的噴油量,以更高頻率做功省油呢?——所以想要節油一定要選渦輪增壓動力,那麼增壓機的排量標準多大合適呢?
02三類車型·兩個標準
1:轎車家用代步低油耗選項選1.5T,高標準選項為2.0T。轎車的特點是車身比較低,車架使用的鋼材比較少,說白了就是整備質量低(車身比較輕)。
對於第一節內容的總結應為「大扭矩低轉速即可實現大馬力」,這是理想的節油狀態;而公制馬力的驅動力是有固定標準的,為1PS=75kg物體每秒一米的運動標準。以1.5T-300N·m的高標準為參考,在≤4000rpm的轉速範圍內,實現的馬力只適合整備質量1.2~1.4噸的轎車,這種匹配會有120-140Hp/T的最大推重比,破百成績會在8秒左右,油耗可以控制在8.5L/100km上下,這是比較理想的標準了。
≥B/C的中大型轎車,整備質量往往在1.5-1.9噸之間;此類車輛如果用1.5T發動機,推重比會下降到80-110Hp/T的範圍內,結果是加速能力很弱,而且油耗肯定會比較高!原因在於中等扭矩在中低轉速範圍內輸出的馬力不夠大,驅動車輛的加速慢且車速低,這就不是正常駕駛的狀態;而想要正常加速和巡航,就要拉升轉速提高馬力——這就是小馬拉大車的概念。
所以中型和中大型轎車應當選擇≥2.0T的排量標準,扭矩應當在350-400N·m之間,能夠實現的最高功率會在170kw上下,折算為公制馬力就有230PS左右了。這是可以滿足重車低轉速巡航(節油),同時在不需要節油時也能實現高性能的基礎,油耗會在10L/100左右。
2:SUV正常選項應當為≥2.0T,1.5T選項只是為拉低此類車型消費門檻的存在。理由非常充足,普通緊湊級與更大尺寸的SUV車長總在4.5米以上,高高大大的車身需要更多的鋼材進行加強,這些鋼板的重量是比較誇張的。
而輕量化的鋁合金材料只有中高端車輛才會使用(≥25萬),因為這種材料的成本非常高;結果則是普通≤中端的SUV會比較重,優秀的緊湊級選項也會有1.5-1.75噸的標準,也就是說看似不大的1.5T緊湊級SUV,實際動力油耗標準都是「1.5T-B級轎車」的水平——既不省油也沒性能。
「2.0T-SUV」性能標準與1.5T-緊湊級轎車相當,不要質疑,因為這就是事實!部分價格不足10萬元的前驅1.5T轎車,破百最好成績可以達到7.7秒的標準,而2.0T緊湊級SUV的中端選項,能達到相同水平的選項都不多,中大型選型普遍在9秒左右破百。
在中小排量的汽車中,加速性能基本等於油耗;因為加速強的增壓動力汽車普遍有理想的低轉速大扭矩,不用頻率拉高轉才能節油。所以2.0T的三個尺寸等級的SUV,油耗平均水平如下。
A級≤9.5L/100kmB級≤12L/100kmC級≤15L/100km不論國產、合資還是進口汽車,只要車架鋼材用料紮實(整備質量高),油耗都不會比上述標準低哪去;但是有意思的是2.0T-A/B級SUV的油耗,與裝備1.5T的同級選項相當,甚至是可以更低的,這就是大扭矩可以讓巡航轉速更低的優勢了。
終極車型:MPV分為兩類,建議標準如下。
平開門小微型車-1.5T側滑門商務型車-2.0T起步原因不再贅述,簡而言之為平開門MPV的整備質量與緊湊級SUV相當,而側滑門商務車普遍以2.0噸起步,所以2.0T排量也只是將將夠用而已。
這就是不同車型的排量高低標準,實際黃金排量應當是2.0T,畢竟曾經的黃金排量就是2.0NA,在整備質量相同的前提下,2.0T必然會更節油;只是隨著燃油價格的波動,更多用戶認為百公裡十升也算高油耗了——在性能提升的前提下油耗已經越來越低,只是用戶心態發生了變化而已。
(1.5T可以滿足首臺車的用戶需求,2.0T多為升級標準,最好一步到位)
編輯:天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權發布
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